傳感器轉型 專*技術是關鍵

　　物聯(lián)網(wǎng)、消費電子、智能管理等應用的發(fā)展，使我國傳感器市場快速成長起來。但是必須正視的一個問題是，目前我國高端傳感器大部分需從國外引進。這與我國傳感器產(chǎn)業(yè)核心技術不過關、掌握程度較低密切相關。在近日召開的由中電元協(xié)敏感元器件與傳感器分會主辦的“敏感元器件與傳感器創(chuàng)新發(fā)展論壇暨中電元協(xié)敏感元器件與傳感器分會2014年會”上，與會專家一致認為，提升我國傳感器產(chǎn)業(yè)的整體實力，既要立足產(chǎn)業(yè)鏈整合，提升企業(yè)創(chuàng)新能力，也需在知識產(chǎn)權策略等方面下工夫，合力推進。

　　處于向新型傳感器轉型階段

　　作為物聯(lián)網(wǎng)服務實現(xiàn)的載體，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領域的地位至關重要，無論是智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能交通，還是智能家居、智能監(jiān)控、智能樓宇等各大物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)中，傳感器都發(fā)揮著舉足輕重的作用，離開了傳感器，所有關于智能世界的美好暢想都將化為烏有。對此，工信部電子司巡視員胡燕指出：“傳感技術應同計算技術與通信技術一起合稱為信息技術領域的三大支柱。以傳感器為代表的感知制造業(yè)將是未來重要的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，是信息系統(tǒng)的源頭，是實現(xiàn)自動化、智能化的核心。”

　　但是，我國傳感器產(chǎn)業(yè)在迎來發(fā)展機遇的同時，也面臨著挑戰(zhàn)。中國電子元件行業(yè)協(xié)會理事長溫學禮表示：“目前，我國的敏感元器件與傳感器與國際先進水平差距還很大，國內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品還遠遠滿足不了物聯(lián)網(wǎng)和IT行業(yè)等的需求。”胡燕也表示：“我國市場上使用的高端傳感器核心芯片大量來自進口，國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)只能集中于中低端市場。2013年我國傳感器市場銷售額突破1000億元，但進口占比較大，其中傳感器約60%，傳感器芯片約80%，MEMS芯片基本100%。由于半導體芯片/MEMS技術進展較慢，國產(chǎn)可用于智能終端、可穿戴設備等產(chǎn)品的傳感器種類及數(shù)量較為有限。”

　　胡燕還指出，更為重要的是，當前傳感器產(chǎn)業(yè)正處于傳統(tǒng)型產(chǎn)品向新型傳感器轉型的階段。以MEMS等為代表的新型傳感器，不僅促進了傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，而且在工業(yè)化、信息化推進過程中作用巨大，屬于戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。同時，傳感器產(chǎn)業(yè)也是我國可以大有作為的重要產(chǎn)業(yè)之一。中國不應在這一領域有所缺失。

　　積極卡位新產(chǎn)品、新技術

　　盡管與國際先進水平尚有差距，但是中國依托龐大而多樣的市場，完全有機會追趕，甚至超越。“追趕國際發(fā)展步伐，整合產(chǎn)業(yè)鏈，加快企業(yè)的技術創(chuàng)新，特別是在新技術、新產(chǎn)品的布局上不要落后，十分關鍵。應用是關鍵，技術突破是核心。”胡燕表示。

　　近年來傳感器在應用端需求的推動下，新技術、新產(chǎn)品發(fā)展很快。如MEMS傳感器、磁阻傳感器、熱敏傳感器等領域都出現(xiàn)了許多新的技術進展。中國應在新技術發(fā)展之初即積極卡位。

　　根據(jù)胡燕的介紹，消費電子的發(fā)展勢頭迅猛，傳感器在智能終端、可穿戴設備等產(chǎn)品中應用廣泛，MEMS傳感器的發(fā)展十分迅速。據(jù)統(tǒng)計，智能手機中所采用的傳感器在2013年全球出貨量達百億只，產(chǎn)業(yè)銷售額達到千億元規(guī)模。這是我國必須加快趕上的領域。

　　江蘇多維科技有限公司董事長薛松生介紹了磁阻傳感器的技術動向。“磁阻傳感器具有可靠、耐用等特點，是磁性傳感器的重要部分，具有極為廣闊的應用空間，以前主要應用于航天和軍工領域，近幾年來已開始被手機、GPS、汽車電子等采用。其中，TMR（MTJ）元件作為磁阻傳感器的下一代技術，利用磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應對磁場進行感應，比之前所發(fā)現(xiàn)并實際應用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率，可實現(xiàn)更好的溫度穩(wěn)定性、更高的靈敏度、更低的功耗、更好的線性度，以及不需要額外的聚磁環(huán)結構等特點。”薛松生指出。

　　中國電子科技集團公司第49研究所研究員周明軍則強調(diào)了加強片式氧傳感器開發(fā)制造的重要性。他指出：“氧化鋯氧傳感器是應用于汽車電子領域的重要器件，正從管式的氧傳感器向板式（片式）、寬域氧傳感器過渡。國內(nèi)目前沒有一家企業(yè)能夠批量生產(chǎn)。而有關數(shù)據(jù)顯示，自2009年開始，已有75%的新車開始安裝片式氧傳感器產(chǎn)品。”

　　加強專*情報工作

　　創(chuàng)新技術的開發(fā)與掌握對于包括傳感器在內(nèi)的電子信息產(chǎn)業(yè)來說至關重要，事關基礎實力的提升。在這一發(fā)展過程中，技術發(fā)展固然重要，但是企業(yè)還應重視和靈活應用知識產(chǎn)權策略。它在技術創(chuàng)新過程中的輔助效應極為明顯。

　　“就國內(nèi)目前專*狀況來看，與傳感器相關專*累計申請量達到41889件，增速較快，其中發(fā)明專*占60%、實用新型35%、外觀專*5%。我國MEMS專*整體申請量大，但是核心專*大多掌握在外國公司手中，國內(nèi)公司和研究機構的專*大多沒有進入實用化階段。而且國內(nèi)企業(yè)對于專*的維護度不夠，專*過期后沒有后續(xù)的保障。”胡燕表示。

　　國家知識產(chǎn)權局知識產(chǎn)權發(fā)展研究中心副主任陳燕指出：“國內(nèi)傳感器企業(yè)應當重視，并加強專*情報工作。專*情報是對產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀、研發(fā)投資決策、風險評估、技術脈絡、產(chǎn)品定位、技術空白點等進行分析，可以幫助企業(yè)充分了解相關技術領域中專*技術的現(xiàn)狀、重點技術、技術生命周期等。在產(chǎn)品研發(fā)或投資前進行專*信息采集與分析，可避免決策失誤、浪費時間與金錢；研發(fā)中進行專*分析，可及時避開已有專*的技術陷阱，及時發(fā)覺并盡早進行專*回避和創(chuàng)新設計；研發(fā)后進行專*分析，可跟蹤相關技術發(fā)展動態(tài)，盡早了解是否被侵權、侵權程度及侵權對象，及早做好應對策略。”

　　專家觀點

　　工信部電子信息司巡視員胡燕

　　新型傳感技術走向移動互聯(lián)網(wǎng)化

　　當前，傳感器正處在傳統(tǒng)型傳感器向新型轉型的發(fā)展階段，對物理、化學、生物感應的傳感技術成為熱點。新型傳感器的特點包括微型化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化、移動互聯(lián)網(wǎng)化等，多媒體信息采集、地理位置、生物識別、MEMS等發(fā)展迅速，微型無線感知技術成為重要技術手段。美國提出第三次工業(yè)革命，歐洲提出工業(yè)4.0，傳感器都是重要發(fā)展內(nèi)容。

　　傳感器產(chǎn)業(yè)既有機遇也存挑戰(zhàn)。國內(nèi)企業(yè)只能集中于中低端市場,在供給能力與應用需求差距上存在挑戰(zhàn)。中國傳感產(chǎn)業(yè)要想取得戰(zhàn)略突破，企業(yè)是先鋒，應用是關鍵，技術突破是核心。應積極進行基礎產(chǎn)業(yè)提升，整合產(chǎn)業(yè)鏈，同時重視應用創(chuàng)新、知識產(chǎn)權策略，協(xié)調(diào)發(fā)展。

　　國家知識產(chǎn)權局知識產(chǎn)權發(fā)展研究中心副主任陳燕

　　專*情報對傳感器企業(yè)有重要作用

　　傳感器是一門新興的產(chǎn)業(yè)，尚存巨大的發(fā)展空間，也為我國追趕國際水平提供了機會。專*情報對傳感器企業(yè)有重要作用，可促進企業(yè)技術價值的最大化和產(chǎn)業(yè)價值鏈地位提升、提高企業(yè)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響和控制力，增強企業(yè)在國際競爭和規(guī)則制定中的話語權。要發(fā)揮專*在企業(yè)發(fā)展方式選擇和技術升級、產(chǎn)品結構調(diào)整等工作中的引領作用，為企業(yè)發(fā)展決策提供支撐。

　　專*情報可進行研發(fā)投資決策、風險評估、產(chǎn)品定位和技術空白點研究等，幫助企業(yè)充分了解相關技術領域中專*技術的現(xiàn)狀、生命周期研究等；在研發(fā)或投資前進行專*信息采集與分析，可避免決策失誤；研發(fā)后進行專*分析，可跟蹤相關技術發(fā)展動態(tài)，盡早了解是否被侵權及被侵權程度，及早做好應對策略。

　　中國電子元件行業(yè)協(xié)會理事長溫學禮

　　傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間巨大

　　近幾年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，敏感元器件與傳感器行業(yè)也得到較快發(fā)展，出現(xiàn)了許多新產(chǎn)品。智能機器人、可穿戴設備以及智能終端等，都對傳感器提出了更多和更新的需求。但是我國的敏感元器件與傳感器與國際先進水平差距還很大。國內(nèi)企業(yè)提供的產(chǎn)品還遠遠滿足不了物聯(lián)網(wǎng)和IT行業(yè)等的需求。

　　近幾年工信部將敏感元器件與傳感器作為發(fā)展的重點，在政策上向行業(yè)傾斜，給予支持。希望在政府的支持下，業(yè)內(nèi)人士通過自己的努力迅速趕上國際水平。目前，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展整體上仍然不盡如人意，與前幾年的期望相差甚遠。原因是多方面的，其中之一是感知層，即敏感元器件與傳感器的發(fā)展水平還遠遠滿足不了物聯(lián)網(wǎng)的要求。

　　中國電子科技集團公司第49研究所副所長張建書

　　創(chuàng)新跨界引領傳感行業(yè)發(fā)展

　　創(chuàng)新跨界，引領行業(yè)發(fā)展，提質增效，助推企業(yè)輝煌。作為物聯(lián)網(wǎng)服務實現(xiàn)的載體，傳感器在物聯(lián)網(wǎng)領域的地位至關重要，無論是智能電網(wǎng)、智能醫(yī)療、智能交通，還是智能家居、智能監(jiān)控、智能樓宇等各大物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)，傳感器都發(fā)揮著舉足輕重的作用，離開了傳感器，所有關于智能世界的美好暢想都將化為烏有。

　　但傳感器在迎來下一個春天的同時，同樣面臨著新一輪的挑戰(zhàn)，那就是傳感器產(chǎn)業(yè)核心技術的掌握程度。目前我國高端傳感器大部分是從國外引進的，這跟我國傳感器產(chǎn)業(yè)面臨的核心技術不過關、掌握程度較低等因素有關，如果沒有及時進行自主技術的創(chuàng)新發(fā)展，那么未來國內(nèi)傳感器產(chǎn)業(yè)有可能在競爭中失去行業(yè)優(yōu)勢。

　　南陽森霸光電股份有限公司董事長單森林

　　以掌握核心技術為長期戰(zhàn)略

　　隨著物聯(lián)網(wǎng)、自動化設備的不斷演繹，傳感器市場將得到廣闊的應用與發(fā)展。南陽森霸光電的傳感器產(chǎn)業(yè)已經(jīng)發(fā)展了十幾年時間，主要經(jīng)營生產(chǎn)全系列光敏電阻、熱釋電紅外傳感器PIR等。

　　在整個發(fā)展過程中，森霸光電以掌握核心技術為長期戰(zhàn)略，積極探索產(chǎn)學研相結合與創(chuàng)新之路，大力引進人才，推進新產(chǎn)品開發(fā)步伐。在紅外傳感、光敏傳感等產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)上取得良好效果，自主研發(fā)了熱釋電紅外傳感器（PIR），是繼美國、日本之后全球第三家、國內(nèi)首家擁有該技術的企業(yè)。熱釋電紅外傳感器（PIR），40%以上的產(chǎn)品出口到美國、歐洲等國家和地區(qū)。

　　蘇格蘭Semefab公司首席執(zhí)行官Allan James

　　離子刻蝕可降低成本提高產(chǎn)品質量

　　等離子刻蝕機對MEMS生產(chǎn)十分重要，主要原因是芯片的尺寸對半導體制造而言有非常重大的意義，可以降低成本，取得競爭優(yōu)勢。以前的氰氧化鉀腐蝕工藝在生產(chǎn)MEMS芯片時，芯片尺寸更大，改用離子刻蝕可以縮小芯片尺寸，降低成本，提高產(chǎn)品質量，最終將有利于公司收入的整體提升。采用等離子刻蝕將是MEMS傳感器行業(yè)的發(fā)展趨勢。

　　此外，通過離子刻蝕還可以實現(xiàn)TSV、WSP封裝等先進解決方案。使用3D整合堆疊技術可讓芯片縮短互連長度，進而改善系統(tǒng)效能，是未來包括傳感器在內(nèi)的所有半導體技術的發(fā)展方向。

　　江蘇多維科技有限公司董事長薛松生

　　TMR磁傳感技術有更大發(fā)展空間

　　磁阻傳感器的基本原理是由于磁場變化引起磁阻的阻值變化，進而引起電壓變化來檢測磁場變化，具有可靠、耐用等很多特點。磁阻傳感器的發(fā)展趨勢一方面是精度更高，另一方面是集成度更高。磁阻以前被作為單獨的器件來使用，現(xiàn)在卻向集成的方向走。

　　TMR元件是近年來開始工業(yè)應用的新型磁電阻效應傳感器，其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應對磁場進行感應，比之前所發(fā)現(xiàn)并實際應用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率。作為GMR元件的下一代技術，TMR（MTJ）元件已完全取代GMR元件，被廣泛應用于硬盤磁頭領域。相信TMR磁傳感技術將在工業(yè)、生物傳感、磁性隨機存儲等領域有極大的發(fā)展與貢獻。

　　中國電子科技集團公司第49研究所研究員周明軍

　　加快開發(fā)量產(chǎn)片式氧傳感器

　　氧化鋯氧傳感器是目前最佳的燃燒氣氛測量方式，具有結構簡單、響應迅速、維護容易、使用方便、測量準確等優(yōu)點。運用該傳感器進行燃燒氣氛測量和控制既能穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質量，又可縮短生產(chǎn)周期，節(jié)約能源。

　　BOSCH、NGK、DENSO、DELPHI為4大氧傳感器領軍企業(yè)，其中BOSCH的市場占有率為60%，我國與4大領軍企業(yè)技術差距大約20年。當前國內(nèi)企業(yè)主要生產(chǎn)管式的氧傳感器，這是BOSCH公司20世紀80年代開發(fā)的產(chǎn)品，而且管式的技術問題大多數(shù)國內(nèi)企業(yè)并沒有解決，主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的使用壽命短、響應速度慢。BOSCH公司新推出的板式（片式）、寬域氧傳感器國內(nèi)目前沒有一家企業(yè)能夠批量生產(chǎn)。自2009年開始，75%的新車安裝片式氧傳感器產(chǎn)品。

　　深圳順絡電子股份有限公司產(chǎn)品總工包漢青

　　我國NTC熱敏電阻存在不小差距

　　NTC熱敏電阻是一類在工業(yè)測溫領域應用相當廣泛的溫度傳感器。與半導體集成溫度傳感器相比，NTC熱敏電阻具有測溫范圍寬、使用方便、價格低廉等特點；與鉑熱電阻或熱電偶相比，NTC熱敏電阻具有靈敏度高、電路簡單、價格低廉的特點，主要應用于家電、數(shù)碼通訊、汽車、工業(yè)、醫(yī)療等領域，用于溫度檢測及控制、溫度補償、抑制浪涌電流、流體流量測試等。產(chǎn)品類型包括SMD片式型，插件點滴型，PVC線材連接的傳感器、玻璃封裝插件型，漆包線連接傳感器型等。

　　我國的NTC與國際先進水平還存在不少差距，技術領先企業(yè)主要是日本企業(yè)。差距主要表現(xiàn)在可靠性、一致性和電性精度方面存在不足。

　　南陽森霸光電技術有限公司技術總監(jiān)鄭國恩

　　積極探索產(chǎn)學研結合

　　構筑企業(yè)為主體的技術創(chuàng)新體系是中國推進傳感產(chǎn)業(yè)發(fā)展進步的重要途徑。企業(yè)要成為技術創(chuàng)新的主體，必須要走產(chǎn)學研相結合的道路。產(chǎn)學研結合是企業(yè)技術支撐的重要形式，國內(nèi)企業(yè)人才普遍缺乏，試驗設備不足，相反大專院校和科研院所遍布，技術力量相對較強，但與實際生產(chǎn)結合不足。產(chǎn)學研結合就是學術走向應用的最佳途徑。

　　具體措施要得當，應鼓勵發(fā)展具有自主知識產(chǎn)權的科技企業(yè)，積極推進科研院所與企業(yè)的新型戰(zhàn)略合作伙伴關系建設，突破傳統(tǒng)模式，積極探索新的產(chǎn)學研合作之路。技術創(chuàng)新要靈活，產(chǎn)學研結合要與科研單位及人員的利益掛鉤，或以企業(yè)為主體成立獨立運作的公司，或以市場為導向按實際需要進行有效研發(fā)。